>[0054]图3在前视图和剖视图中示出了根据本发明的具有12个齿和5对磁极的电机，其具有与图2中的相同的外尺寸，以及具有峰端散度α =13° (在齿的端部测量)的相同的径向延伸的窄齿4a和4b。
[0055]垂直于径向中轴线的平面以及沿着横向平面中的剖面是矩形的。齿4a、4b沿径向取向。
[0056]定子7由齿4a、4b和线圈5构成。两个齿中的一个齿4a由电线圈5 (通常由铜或铝制成)包围，在电机中心周围在机械上间隔开180°的两个线圈5形成电相，并且所有6个线圈5形成三相电机。未承载线圈5的齿4b有利地但非限制性地具有孔6，以使得构成定子的金属板能够附接而不影响磁性性能以及在齿4a和4b的背后发生的磁通返回。这些孔6设置在外展区域中，在该外展区域中，齿放大以延伸穿过周边带状区域。
[0057]通过气隙15与定子7分离的转子通常由带有径向磁化(交替的北极/南极)多极均勾环或均勾磁化的量化部分(quantized sector)形式的磁化磁极8的铁磁轭9构成，以产生靠近径向的磁化作用。
[0058]遵循当前可在该领域中找到的本领域中的许多教导，通过将磁铁嵌入轭中可形成转子。
[0059]针对由金属板厚度和线圈厚度形成的相等的电机高度，由于这种高度的不同分布，与图2所示的电机相比，可通过具有相等窄齿的该电机获得Km值的约7%的增益。另夕卜，这种电机具有较好的不带电流的扭矩，由于第六谐波的自然补偿，对通过磁铁导致的变化不敏感(材料的不均匀性，磁化作用……)。
[0060]图4通过示出针对三个不同的电机构造(具有6个线缠绕齿的5和7对磁极-分别称作5PP和7PP-，和5对磁极以及12个线缠绕齿-称作5PP-12-)的Km的变化的图证明了选择(针对先前附图的情况)13°的齿宽度，并且具有包括线圈团(coil bun)的厚度的等轴尺寸(ie指数)以及具有等工作长度(ia指数)。工作长度是沿着转子的旋转轴线18的方向测量的定子金属板的高度。因此，该图4示出了针对各个给定的齿宽度，作为在研宄的角度范围上观察的Km与最大Km值的比率的齿的(α)宽度的函数的演变。
[0061]可以看出，对于5对磁极/6个缠绕齿的最大Km值为约13° (或360° /(12χN)/2.3)，并且最大值通常在360° /(12χ Ν)/3与360° /(12χ N)/2之间的范围内，并且更具体地说，对于5对和7对磁极为10°和14°，如果N = I (每个定子具有12齿)并且考虑等整体尺寸或等工作长度的比较。在图4中通过双箭头的宽度表示了要求的范围。
[0062]如上面的讨论，减小不带电流的扭矩的经典解决方案取决于经由饱和区(称作颈部)而利用延伸的或甚至接触的齿。除绕组问题，这招致降低电机性能的泄漏。现在，不必要使用沿着定子的整个高度的这种齿轮廓。
[0063]这里在剖视图中看出，因此可考虑利用由具有颈部10的交替的金属板13a和不带颈部的金属板13b构成的定子7，像图5中一样。随后在提供磁性回路的封闭的外环11的定位之前从齿的背后执行定子齿的缠绕。具有颈部10的金属板13a与不具有颈部10的金属板13b之间的比率可小于I。通常，利用仅等于高度的三分之一的颈部10已导致残余扭矩的良好折衷方案，而在颈部10具有泄漏流的情况下不影响有效扭矩。
[0064]该解决方案是有效的，但是可因此是卷绕处理复杂。另一解决方案包括保持原始定子结构，以及随后增加由铁磁材料制成的一个或更多个环。
[0065]图6示出了直接在定子7与转子(未示出)之间的气隙中利用铁磁环12的第一解决方案。实际上，这些环12布置在窄齿4前方，并且可减小不带电流的扭矩的量值，并且仅使用用于定子组件7的一种金属板13b。相反，定子7与转子(不可见)之间的气隙15整体稍微增大。
[0066]因此，另一替代形式包括在金属板堆叠件的任一侧上布置铁磁环12，如图7所示，利用具有两种不同内径的金属板13c和13d，以产生适于容纳环12的凹槽14。虽然需要稍微减小线圈5的深度，但是该方案的优点在于可保持小的气隙15。
[0067]图8示出了根据本发明的具有12个相同的窄齿4a的电机，每一个齿均带有线圈5。转子具有由轭9承载的5对磁极8。
[0068]图9示出了具有带相等峰端散度和7对磁极8的12个窄齿的电机。上面已经描述了功能的一个或多个铁磁环12布置在转子与定子7之间的气隙15中。
[0069]图10示出了具有带相等峰端散度和11对磁极8的12个窄齿的电机。上面已经描述了功能的一个或多个铁磁环12布置在转子与定子7之间的气隙15中。
[0070]图11示出了将被用于需要小轴向整体尺寸(沿着定子的厚度方向，沿着的转子旋转轴线)的应用中的另一替代形式的实施例。实际上，电机仅具有由定子上的三个齿4a承载的三个电线圈5，其中齿分离开机械60°，从而仅两个齿中的一个齿被缠绕并且整体在仅有120°的齿距(Θ )。该构造可清除由此形成的齿距(Θ )的相对侧上的空间，从而例如，可以将使得转子速度减小以在低速和较高扭矩下使外部构件(未示出)运动的一组齿轮(未示出)进行定位。由于定子7的第一外半径16小于定子7的第二外半径17，这种齿轮传动电机随后可按照与齿距(Θ)相对的小轴向和径向整体尺寸尽可能靠近定子而布置，其中定子7的定位有线圈5的部分被内接。
[0071 ] 图12和图13示出了在定子7具有6个线圈5的情况下，利用具有交替的轴向磁化磁极(平行于旋转轴线18或垂直于定子7的径向延伸部分)的盘状磁铁8的可能性。从经济的角度看(盘状磁铁与环形磁铁相比较便宜)而且就材料的均匀性而言，这种磁铁可为有利的。然而，这种结构导致缩短线圈5，或至少使它们径向地凹入，从而可布置磁铁8。在该示例性非限制性的实施例中，定子7由单个金属板13a构成，但也可考虑使用多个金属板。
[0072]图14示出了利用根据本发明的电机的齿轮传动电机的示例性非限制性实施例。根据本发明的电机当与运动机械变换系统(缩减或增加)结合使用时将是尤其有利的，因此可获得有效的齿轮传动电机。实际上，当弹性恢复系统布置在机械变换系统的上游或下游时，带电流的高扭矩密度的特征将使得齿轮传动电机紧凑，并且不带电流的低扭矩将使得齿轮传动电机能够返回通常称作“破损安全”的位置。
[0073]图14示出了与运动缩减系统19关联的根据本发明的电机。电机的转子与第一啮合齿轮20嗤合，并且最后一个嗤合齿轮21与机械输出轴22成为一体，该机械输出轴可与将要移动的外部构件(未示出)关联。
【主权项】
1.一种单相或多相电动机，该电动机包括:定子，该定子承载至少三个线圈并且由12XN个沿径向延伸的直齿和从所述电动机的中心在所述直齿的端部处测量的相等峰端散度α构成，N为大于或等于I的整数；和转子，该转子具有P对磁化磁极，使得P = 5+2x R，其中P不是三的整数倍，R为大于或等于O的整数，其特征在于，α处于360° /(12χΝ)/3与360。/(12χΝ)/2 之间。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，α处于360°/(12χ N)/3与360° /(12χ N)/2.1 之间。
3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，两个齿中有一个齿(4a)承载线圈(5)。
4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所有的齿均承载线圈(5)。
5.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述线圈(5)的数量为三并且安装在以60°间隔开的齿(4a)上，并且所述线圈通常在小于或等于120°的齿距(Θ )上分布。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电动机，其特征在于，所述转子上的所述P对磁极沿径向被磁化。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动机，其特征在于，所述转子上的所述P对磁极沿轴向被磁化。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的电动机，其特征在于，所述定子(7)由两种不同的金属板(13a、13b)的堆叠而形成，其中相邻的定子齿(4)通过饱和的磁性颈部(10)接触在第一种金属板(13a)上。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动机，其特征在于，至少一个铁磁环(12)插入到位于所述定子(7)的所述齿(4)与所述磁性转子之间的气隙(15)中。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动机，其特征在于，所述定子(7)包括形成适于容纳铁磁环(12)的凹槽(14)的两种金属板(13c、13d)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的电动机，其特征在于，所述定子(7)具有外环(11)，该外环在所述齿被缠绕之后被定位以提供对磁性回路的闭合。
12.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，该电动机具有5对磁极和12个径向齿(4a)和(4b)，在齿的端部处测量的峰端散度α等于13°，其中两个齿中有一个齿(4a)由电线圈(5)环绕，其中围绕电动机中心在机械上间隔开180°的两个线圈(5)形成电相，并且6个线圈(5)的组件形成三相电机。
13.根据权利要求12所述的电动机，其特征在于，未承载所述线圈(5)的所述齿(4b)在外展以形成周边带的部分中具有孔(6)。
14.一种齿轮传动电机，该齿轮传动电机包括根据权利要求1所述的电动机，该齿轮传动电机包括:运动机械变换装置和位于所述变换装置的输出部处的轴，以及位于所述机械变换系统的上游或下游的弹性恢复系统。
【专利摘要】本发明涉及一种单相或多相电动机，其包括：定子，该定子承载至少三个线圈并且由12xN个沿径向延伸的直齿和从电动机的中心在所述直齿的端部处测量的等角宽度α构成，N为大于或等于1的整数；和转子，该转子具有P对磁化磁极，使得P＝5+2xR，P不是三的整数倍，R为大于或等于0的整数，α处于3607(12xN)/3与3607(12xN)/2之间。
【IPC分类】H02K1-14, H02K29-03
【公开号】CN104521107
【申请号】CN201380040272
【发明人】A·希庇亚斯, S·塔韦尼耶, S·比维斯
【申请人】动磁科技公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2013年7月30日
【公告号】EP2880742A1, US20150263572, WO2014020273A1, WO2014020273A8